Microorganismos potenciales degradadores de cianuro en residuos de minería de oro. Edwin Cardona, Laura Osorno, Juan Carlos Loaiza

Transcripción

1 Microorganismos potenciales degradadores de cianuro en residuos de minería de oro Edwin Cardona, Laura Osorno, Juan Carlos Loaiza Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín

2 INTRODUCCIÓN Minería tradicional de oro en Colombia ocupa un 44% de los municipios del país Genera cambios ambientales y sociales La industria minera aurífera esta citada como una de las mayores fuentes de contaminación de aguas por cianuro Decreto 1594 de 1997 (50 ppm CN) Marmato, Caldas, 2015

3 CIANURO Es una sustancia química tóxica conocida en la minería, la producción de plásticos, galvanoplastia, bronceado, síntesis química, entre otros Compuestos de cianuro: HCN, sales inorgánicas simples (NaCN, KCN), complejos metal-cianuro, tiocianatos y cianuros orgánicos o nitrilos [Fe (CN) 6 ] 4 y [Fe (CN) 6 ] 3 son los más fuertes complejos de cianuro, y estos son susceptibles a la disociación por luz ultravioleta

4 PROBLEMA Síntesis química Producido: Microorganismos Plantas (cianogénicas) Insectos Contaminación Aires Suelo Agua Toxicidad Dosis letales Dosis no-letales Inhibidor: crecimiento, metabolismo y respiración Marmato, Caldas, 2015

5 INTRODUCCIÓN Accidentes catastróficos para los ecosistemas y las poblaciones contaminando regiones remotas (2000 km) La biorremediación y la fitorremediación Quebrada Pantanos Desembucadura río Cauca Marmato, Caldas, 2015

6 DEGRADACIÓN DEL CIANURO Procesos Físicos Procesos Químicos Procesos Biológicos Funcionan en la parte superficial del agua Más rápido Más costoso Bajo costo desintoxicación completa Luz UV Oxidación fotocatalítica Cloración alcalina Peróxido de Hidrógeno Dióxido de Sulfuro/Aire Biorremediación Fitoremediación

7 JUSTIFICACIÓN Especies microbianas pueden en ambientes con CN Bacterias utilizan CN como una fuente de carbono y/o nitrógeno La toxicidad del CN puede limitar la capacidad de un microorganismo Canalón Iglesia Unión Quebradas Marmato, Caldas, 2015

8 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Evaluar el efecto de la biorremediación mediante el uso de residuos contaminados con cianuro subproducto de la minería de oro en el establecimiento de especies vegetales OBJETIVOS ESPECIFICOS Aislar microorganismos que puedan degradar cianuro en suelos contaminados por minería de oro Evaluar el efecto de microorganismos en la degradación de cianuro bajo condiciones in vitro Evaluar la efectividad de microorganismos degradadores de cianuro, como posible alternativa en procesos de biorremediación utilizando especies vegetales bajo condiciones de invernadero

9 Área de estudio MATERIALES Y MÉTODOS Marmato 250 ml de agua con sedimento Fuente: Alcaldía de Marmato Fuente: Alcaldía de Marmato

10 MATERIALES Y MÉTODOS Aislamiento y purificación de microorganismos Muestras de Agua Muestras de suelo AN, King A, King B, FN Las muestras fueron incubadas por 4 días a 25 C Glucosa 1 g L -1 NaCN ( ppm) Glucosa 1 g L -1 NaCN (100 y 200 ppm) Agar, ph 11 ph 11 Medio sólido Crecimiento Encubación por 9 días 25 C Medio Líquido ph: potenciómetro CN: electrodo específico Agitación por 9 días 100 rpm

11 MATERIALES Y MÉTODOS Diseño experimental Diseño completamente al azar con arreglo factorial 3x2 3: 0, 100, 200 ppm CN 2: Con y sin inoculación Tres réplicas Análisis de varianza. Las pruebas se hicieron con un nivel de significancia P 0.05, mediante el uso del software STATGRAPHICS versión centurión XVI

12 MATERIALES Y MÉTODOS Suelo Inceptisol Marmato, Caldas Porcentaje de humedad: 17% Máxima capacidad de retención de agua: 20% Suelo esterilizado con dazomet (3,5-dimetil-1,3,5-tiadazina-2-tiona) por 8 días Materas de 500g de suelo Textura CIC ph C.E M.O Al Ca Mg Kg Na E P S Fe Mn Cu Zn B Clas A% L% Ar% e FA 5 5, , ,2

13 MATERIALES Y MÉTODOS Ensayo en invernadero Plantas Brachiaria decumbens (Gramínea) Leucaena leucocephala (Leguminosa) Germinación de semillas 3 Semanas se realizó un raleo Riego: Solución Hoagland libre de N 2 meses Bacterias Conteo Neübauer Variables Altura (cm) Masa área seca (g) Concentración de CN en el suelo (ppm) Presencia de las bacterias (UFC/g suelo) 5 ml de inóculo por muestra

14 MATERIALES Y MÉTODOS Diseño Experimental Diseño completamente al azar con arreglo factorial 3x2x2 3:0, 100, 200 ppm CN 2: con y sin C 2: con y sin BR Cuatro réplicas Análisis de varianza. Las pruebas se hicieron con un nivel de significancia P 0.05, mediante el uso del software STATGRAPHICS versión centurión XVI

15 Bacteria amarilla Bacteria blanca Bacteria rosada Aislamiento y Purificación RESULTADOS Bacteria roja Bacteria blanca rugosa Bacteria cremosa

16 Crecimiento en medio con CN RESULTADOS Bacteria roja 200 ppm Bacteria blanca rugosa 400 ppm Bacteria cremosa 300 ppm Bacteria amarilla 100 ppm Bacteria blanca 100 ppm Bacteria rosada

17 CN (ppm) RESULTADOS Degradación de CN a 150 b 100 e e e d c 50 0 Control R BR C B A RS Tratamientos

18 Cel/mL (10^7) RESULTADOS Conteo de Células 1,6 1,4 a a a a a a 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 b Control R BR C B A RS Tratamiento

19 CONCLUSIONES La concentración de células por ml -1 refleja que el medio con CN no inhibió el crecimiento bacteriano Todas las bacterias degradaron el CN en el ensayo in vitro pero no presentaron la misma eficiencia o el mismo poder de degradación de este compuesto porque la adaptación y resistencia de estas no es completo con sustancias tan contaminantes En 9 días, 3 morfotipos de bacterias lograron reducir a casi una tercera parte el CN inicial del medio. Lo anterior demuestra que estas bacterias no solo toleran el CN sino que además lo están metabolizando o transformando. Esto refleja la posibilidad de generar ensayos con sustratos contaminados con CN y así evaluar su funcionamiento bajo condiciones de invernadero

20 RESULTADOS Brachiaria decumbens Leucaena leucocephala

21 Altura (cm) RESULTADOS Altura de Leucaena ppm 200 ppm Control BR C CxBR Tratamientos

22 Altura (cm) RESULTADOS Altura de Brachiaria ppm 200 ppm Control BR C CxBR Tratamientos

23 Concentración CN (ppm) RESULTADOS Variación en la concentración de CN a 100 ppm en suelo CN inicial CN final 20 0 Control BR C CxBR Tratamientos

24 Concentración CN (ppm) RESULTADOS 250 Variación en la concentración de CN a 200 ppm en suelo CN inicial CN final 50 0 Control BR C CxBR Tratamientos

25 Reaislamiento de microorganismos RESULTADOS Leucaena C 100 ppm CN Leucaena BR 200 pmm CN Brachiaria BR 100 ppm CN Brachiaria C 200 ppm CN

26 CONCLUSIONES La presencia de nódulos en la planta (Leucaena) demuestra la actividad por parte de microorganismos Las bacterias con las que se trabajó en este experimento cumplen una función de degradación en ensayos in vitro Las condiciones en las que se realizó el ensayo en invernadero fueron las adecuadas para el crecimiento de las plantas y microorganismos que degradan el CN, pero las bacterias con las que se trabajó no tuvieron un efecto significativo en la degradación de este compuesto

27 GRACIAS